CN113067629A - 一种天基网络数据中心安全组网系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种天基网络数据中心安全组网系统，包括天基网络数据中心、卫星网络系统、地面网络系统、地面终端设备；天基网络数据中心设置建立在空间轨道上；天基网络数据中心分别与多个卫星网络系统建立通信连接；天基网络数据中心构建以天基网络数据中心为数据交换节点的空间通信网络，实现多个卫星网络系统之间的数据中转和处理；天基网络数据中心监测当前多个卫星网络系统的资源信息，通过监测每个卫星网络系统的资源信息调度调配由多个卫星网络系统构成的空间通信网络的资源；本发明实施例提供的天基网络数据中心安全组网系统，其减少了空间资源的浪费，提升运算速度，降低设备故障率，同时保障上述组网系统安全运行。

Description

一种天基网络数据中心安全组网系统

技术领域

本发明属于航天技术领域，尤其涉及一种天基网络数据中心安全组网系统。

背景技术

传统的卫星网络是建立在卫星地面数据中心、卫星网络系统、地面网络、地面终端等构成的空间网络系统；在空间数据传输过程中，某些核心控制数据一般经由卫星空间段、地面网络等途径汇聚至数据中心(地面处)处理，存在较大的延时，实时性相对不足。

上述卫星地面数据中心或者数据处理中心建立地球表面，一般用作商业或军事目的，考虑到数据中心需要处理和存储大量数据，选址相对苛刻，运行环境也需要满足能源丰富、易于降温散热等条件，同时为保证数据安全，需要采取复杂的安全防护手段。然而不同的卫星通信系统，需要建立对应的数据中心，因此，数据中心可能存在潜在严重的重复建设，且维护保障成本较高的问题；进一步地，研究发现该数据中心在实际使用过程中还会存在卫星网络系统的资源调配、工作异常监控等实际问题。

发明内容

为了解决上述现有技术中的技术问题，本发明提供了一种天基网络数据中心安全组网系统。

本发明提供了一种天基网络数据中心安全组网系统，该天基网络数据中心安全组网系统包括天基网络数据中心、卫星网络系统、地面网络系统、地面终端设备；

其中，所述天基网络数据中心设置建立在空间轨道上；所述天基网络数据中心分别与多个所述卫星网络系统建立通信连接；所述天基网络数据中心用于构建以天基网络数据中心为数据交换节点的空间通信网络，实现多个卫星网络系统之间的数据中转和处理；所述天基网络数据中心还用于监测当前多个所述卫星网络系统的资源信息，通过监测每个所述卫星网络系统的资源信息调度调配由多个所述卫星网络系统构成的空间通信网络的资源；

其中，所述卫星网络系统用于将自身的资源信息发送给所述天基网络数据中心；所述卫星网络系统还用于将卫星信号发送给所述地面网络系统；

其中，所述地面网络系统包括卫星地面站和地面网系统；所述地面网络系统用于建立与多个所述卫星网络系统之间的通信连接，且还与所述地面终端设备建立通信连接；所述地面网络系统用于实现所述卫星信号的中转，并使所述卫星网络系统与所述地面终端设备之间实现信息交换。

优选的，作为一种可实施方式；所述资源信息包括当前卫星网络系统所在的轨道信息、太空环境信息、各个卫星的设备参数运行信息、能源信息。

优选的，作为一种可实施方式；所述天基网络数据中心还用于监测当前多个所述卫星网络系统的工作状态，当监测到当前所述卫星网络系统的工作状态异常时，发送异常指令到地面网络系统；所述地面网络系统用于接收所述异常指令，并将所述异常指令以及当前异常的卫星网络系统的基本信息发送给地面终端设备，供给所述地面终端设备参考。

优选的，作为一种可实施方式；所述天基网络数据中心还用于实时获取当前多个卫星网络系统的工作参数信息，根据所述工作参数信息对比预设的正常标准工作参数，若发现当前获取的工作参数信息超过了对于的正常标准工作参数的参考范围，则认定当前的所述卫星网络系统的工作状态异常。

优选的，作为一种可实施方式；所述卫星网络系统的工作参数信息包括卫星动力设备运行信息，卫星控制设备运行信息，卫星遥感设备运行信息。

优选的，作为一种可实施方式；所述天基网络数据中心还用于实时获取当前多个卫星网络系统的工作载荷信息，根据所述工作载荷信息调配多个卫星网络系统的优先级使用顺序，将卫星网络系统的工作载荷信息反应的工作载荷最小的卫星网络系统优先进行资源调配使用。

优选的，作为一种可实施方式；所述天基网络数据中心还用于实时获取当前多个卫星网络系统的网络安全监测数据，同时根据网络安全监测数据判断当前的卫星网络系统是否存在网络安全异常，若监测发现当前所述卫星网络系统的网络安全异常时，则认定当前卫星网络系统遭到恶意攻击，同步发送网络安全异常指令到地面网络系统；所述地面网络系统用于接收所述网络安全异常指令，并将所述网络安全异常指令以及当前安全异常的卫星网络系统的基本信息发送给地面终端设备，供给所述地面终端设备参考。

优选的，作为一种可实施方式；所述卫星网络系统包括低轨互联卫星网络、中轨互联卫星网络、高轨互联卫星网络中的任意一种或多种。

优选的，作为一种可实施方式；所述地面网络系统包括卫星地面站和地面网系统；其中，卫星地面站用于进行卫星下传数据接收和测控。所述地面网系统基于地面已有网络系统建立，所述地面网系统包括地面电信网、广电网、地面移动通信网络中的任意一种或多种。

优选的，作为一种可实施方式；所述地面终端设备包括车载终端和船载终端、智能移动手机、手持式终端

本发明实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本发明实施例一提供了一种天基网络数据中心安全组网系统，该天基网络数据中心可以同时与多个卫星网络系统、地面网络系统、地面终端设备进行组网，避免了传统技术中每个卫星网络系统都配备有一个地面数据处理中心的资源浪费问题；通过在空间上建立一个稳定可靠的天基网络数据中心可构建通信资源更丰富的组网系统；

其中上述天基网络数据中心是最为核心的数据处理中心，其可以作为天基网络数据中心安全组网系统数据处理的枢纽，同时实现某个卫星网络系统与其他卫星网络系统之间的数据中转和处理，实现多个卫星网络系统之间的数据交换；本申请技术方案在实施建立以天基卫星网络数据中心为核心通信系统过程中，由天基卫星网络数据中心实施多个卫星网络之间的数据中转，同时可以实时获取各个卫星网络系统之间的资源信息，并根据资源信息实现调度相关资源保障天基网络数据中心安全组网系统安全运行。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例提供的天基网络数据中心安全组网系统的场景模拟示意图；

图2是本发明实施例提供的天基网络数据中心安全组网系统的系统架构示意图。

标号：

天基网络数据中心安全组网系统100；

天基网络数据中心10；

卫星网络系统20；

地面网络系统30；

地面终端设备40。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本发明实施例一提供了一种天基网络数据中心安全组网系统100，该天基网络数据中心安全组网系统100包括天基网络数据中心10、卫星网络系统20、地面网络系统30、地面终端设备40；

其中，所述天基网络数据中心10设置建立在空间轨道上；所述天基网络数据中心10分别与多个所述卫星网络系统20建立通信连接；所述天基网络数据中心10用于构建以天基网络数据中心10为数据交换节点的空间通信网络，实现多个卫星网络系统20之间的数据中转和处理；所述天基网络数据中心10还用于监测当前多个所述卫星网络系统20的资源信息，通过监测每个所述卫星网络系统20的资源信息调度调配由多个所述卫星网络系统20构成的空间通信网络的资源；

其中，所述卫星网络系统20用于将自身的资源信息发送给所述天基网络数据中心10；所述卫星网络系统20还用于将卫星信号发送给所述地面网络系统30；

其中，所述地面网络系统30包括卫星地面站和地面网系统；所述地面网络系统30用于建立与多个所述卫星网络系统20之间的通信连接，且还与所述地面终端设备40建立通信连接；所述地面网络系统30用于实现所述卫星信号的中转，并使所述卫星网络系统20与所述地面终端设备40之间实现信息交换。

所述资源信息包括当前卫星网络系统所在的轨道信息、太空环境信息(温度等)、各个卫星的设备参数运行信息、能源信息。需要说明的是，在本发明实施例的具体技术方案中，上述资源信息涵盖的技术信息非常多，主要涉及轨道信息(可以获取在轨信息)、太空环境信息(可以了解环境温度等信息)、各个卫星的设备参数运行信息(例如：工作参数信息、卫星姿态信息、卫星定位位置信息、卫星运行速度、时间信息、接收机运行状态信息等)、能源信息(包括卫星使用能源信息，光伏能量接收状况等)，上述资源信息都可以传递给天基网络数据中心10，最终由天基网络数据中心10进行掌握，最终实现资源调配。

如图1所示，关于天基网络数据中心安全组网系统的架构，它包括天基网络数据中心、卫星网络系统、地面站、地面互联网、终端系统(车载终端和船载终端组成的移动终端、由各种传感器组成的微型终端、智能手机终端、手持终端)等构成；

本发明实施例一提供了一种天基网络数据中心安全组网系统，其中的上述天基网络数据中心是最为核心的数据处理中心，其可以作为天基网络数据中心安全组网系统数据处理的枢纽，同时实现某个卫星网络系统与其他卫星网络系统之间的数据中转和处理，实现多个卫星网络系统之间的数据交换；本申请技术方案在实施建立以天基卫星网络数据中心为核心通信系统过程中，由天基卫星网络数据中心实施多个卫星网络之间的数据中转，同时可以实时获取各个卫星网络系统之间的资源信息，并根据资源信息实现调度相关资源保障天基网络数据中心安全组网系统安全运行。

上述天基网络数据中心负责整个天基网络数据中心安全组网系统的监测以及管理，将天基网络和地基网络连接，实现数据资源的统一管理，并实现各个卫星网络系统20之间的资源调配。

上述天基网络数据中心安全组网系统还可以融合更大的网络系统，即如果当前的天基网络数据中心安全组网系统的计算存储能力不足时，则可建立以天基网络数据中心为节点的数据处理网络，该数据处理网络包含了多个上述天基网络数据中心安全组网系统，最终可大幅提升计算存储能力。

本发明实施例提供的天基网络数据中心安全组网系统，其将天基网络数据中心建立在太空空间轨道上，其能够有效提升太空丰富的太阳能，节约能耗成本，太空的低温环境有利于计算设备的运行，提升运算速度，降低设备故障率。同时上述天基网络数据处理中心处于空间轨道，其准入门槛大大降低，普惠性得到提升，更有利网络互联互通，提升数据服务范围和水平。数据中心的数据传输延时会大大降低，有效提升数据处理的实时性，在一些实时的应用场景，优势明显，跨网互联能力凸显。

下面对本发明实施例提供的天基网络数据中心安全组网系统具体技术方案进行详细说明：

在本发明实施例的一具体方案中，所述天基网络数据中心10还用于监测当前多个所述卫星网络系统20的工作状态，当监测到当前所述卫星网络系统20的工作状态异常时，发送异常指令到地面网络系统30；所述地面网络系统30用于接收所述异常指令，并将所述异常指令以及当前异常的卫星网络系统20的基本信息发送给地面终端设备40，供给所述地面终端设备40参考。

在本发明实施例的一具体方案中，所述天基网络数据中心10还用于实时获取当前多个卫星网络系统20的工作参数信息(即实现对在轨卫星状态监测)，根据所述工作参数信息对比预设的正常标准工作参数，若发现当前获取的工作参数信息超过了对于的正常标准工作参数的参考范围，则认定当前的所述卫星网络系统20的工作状态异常。

上述卫星网络系统20的工作参数信息包括卫星动力设备运行信息，卫星控制设备运行信息，卫星遥感设备运行信息。

在本发明实施例的一具体方案中，所述天基网络数据中心10还用于实时获取当前多个卫星网络系统20的工作载荷信息，根据所述工作载荷信息调配多个卫星网络系统20的优先级使用顺序，将卫星网络系统20的工作载荷信息反应的工作载荷最小的卫星网络系统20优先进行资源调配使用。

在本发明实施例的一具体方案中，所述天基网络数据中心10还用于实时获取当前多个卫星网络系统20的网络安全监测数据，同时根据网络安全监测数据判断当前的卫星网络系统20是否存在网络安全异常，若监测发现当前所述卫星网络系统20的网络安全异常时，则认定当前卫星网络系统20遭到恶意攻击，同步发送网络安全异常指令到地面网络系统30；所述地面网络系统30用于接收所述网络安全异常指令，并将所述网络安全异常指令以及当前安全异常的卫星网络系统20的基本信息发送给地面终端设备40，供给所述地面终端设备40参考。

在本发明实施例的一具体方案中，所述卫星网络系统20包括低轨互联卫星网络、中轨互联卫星网络、高轨互联卫星网络中的任意一种或多种。需要说明的是，上述卫星网络系统20包括但不仅限于低轨互联卫星网络、中轨互联卫星网络、高轨互联卫星网络。不仅如此，卫星网络系统20可以任意选择一个卫星网络，当然也可以任意组合形成复合星座系统，例如可以选择由低轨接入星座和中继星座组成的复合星座系统，其功能是向地面站转发数据。

在本发明实施例的一具体方案中，所述地面网络系统30包括卫星地面站和地面网系统；其中，卫星地面站用于进行卫星下传数据接收和测控。所述地面网系统基于地面已有网络系统建立，所述地面网系统包括地面电信网、广电网、地面移动通信网络中的任意一种或多种。其中，所述地面网络系统30由各类卫星地面站和地面网组成，主要实现卫星信号的中转，实现与卫星、终端之间的信息交换；不仅如此，上述地面互联网是地面已有网络系统，包括地面电信网、广电网、地面移动通信、地面广播及其它地面有线或无线通信等。

在本发明实施例的一具体方案中，所述地面终端设备40包括车载终端和船载终端、智能移动手机、手持式终端。

上述智能移动手机和手持终端等终端设备通过微波接入天基网络系统。另外，上述终端设备也可以与地面基站以3G、4G或WIFI的方式连接，通过地面基站接入地面互联网。终端设备的具体应用形式为：如果终端设备的一种普通形式是智能手机时，当用户在室内时，通过WIFI接入地面互联网进行数据传输。当用户在有地面网络覆盖的室外时，通过3G或4G接入地面互联网进行数据传输。当用户在野外、山区等地面网络覆盖不到的偏远地区时，通过手持式终端计入到地面网系统连接，最终由卫星网络系统中转接入天基网络系统进行数据传输。

需要说明的是，在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和单元，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种天基网络数据中心安全组网系统，其特征在于，包括天基网络数据中心、卫星网络系统、地面网络系统、地面终端设备；

其中，所述天基网络数据中心设置建立在空间轨道上；所述天基网络数据中心分别与多个所述卫星网络系统建立通信连接；所述天基网络数据中心用于构建以天基网络数据中心为数据交换节点的空间通信网络，实现多个卫星网络系统之间的数据中转和处理；所述天基网络数据中心还用于监测当前多个所述卫星网络系统的资源信息，通过监测每个所述卫星网络系统的资源信息调度调配由多个所述卫星网络系统构成的空间通信网络的资源；

其中，所述卫星网络系统用于将自身的资源信息发送给所述天基网络数据中心；所述卫星网络系统还用于将卫星信号发送给所述地面网络系统；

其中，所述地面网络系统包括卫星地面站和地面网系统；所述地面网络系统用于建立与多个所述卫星网络系统之间的通信连接，且还与所述地面终端设备建立通信连接；所述地面网络系统用于实现所述卫星信号的中转，并使所述卫星网络系统与所述地面终端设备之间实现信息交换。

2.根据权利要求1所述的天基网络数据中心安全组网系统，其特征在于，所述资源信息包括当前卫星网络系统所在的轨道信息、太空环境信息、各个卫星的设备参数运行信息、能源信息。

3.根据权利要求2所述的天基网络数据中心安全组网系统，其特征在于，所述天基网络数据中心还用于监测当前多个所述卫星网络系统的工作状态，当监测到当前所述卫星网络系统的工作状态异常时，发送异常指令到地面网络系统；所述地面网络系统用于接收所述异常指令，并将所述异常指令以及当前异常的卫星网络系统的基本信息发送给地面终端设备，供给所述地面终端设备参考。

4.根据权利要求3所述的天基网络数据中心安全组网系统，其特征在于，所述天基网络数据中心还用于实时获取当前多个卫星网络系统的工作参数信息，根据所述工作参数信息对比预设的正常标准工作参数，若发现当前获取的工作参数信息超过了对于的正常标准工作参数的参考范围，则认定当前的所述卫星网络系统的工作状态异常。

5.根据权利要求4所述的天基网络数据中心安全组网系统，其特征在于，所述卫星网络系统的工作参数信息包括卫星动力设备运行信息，卫星控制设备运行信息，卫星遥感设备运行信息。

6.根据权利要求5所述的天基网络数据中心安全组网系统，其特征在于，所述天基网络数据中心还用于实时获取当前多个卫星网络系统的工作载荷信息，根据所述工作载荷信息调配多个卫星网络系统的优先级使用顺序，将卫星网络系统的工作载荷信息反应的工作载荷最小的卫星网络系统优先进行资源调配使用。

7.根据权利要求6所述的天基网络数据中心安全组网系统，其特征在于，所述天基网络数据中心还用于实时获取当前多个卫星网络系统的网络安全监测数据，同时根据网络安全监测数据判断当前的卫星网络系统是否存在网络安全异常，若监测发现当前所述卫星网络系统的网络安全异常时，则认定当前卫星网络系统遭到恶意攻击，同步发送网络安全异常指令到地面网络系统；所述地面网络系统用于接收所述网络安全异常指令，并将所述网络安全异常指令以及当前安全异常的卫星网络系统的基本信息发送给地面终端设备，供给所述地面终端设备参考。

8.根据权利要求1所述的天基网络数据中心安全组网系统，其特征在于，所述卫星网络系统包括低轨互联卫星网络、中轨互联卫星网络、高轨互联卫星网络中的任意一种或多种。

9.根据权利要求1所述的天基网络数据中心安全组网系统，其特征在于，所述地面网络系统包括卫星地面站和地面网系统；其中，卫星地面站用于进行卫星下传数据接收和测控。所述地面网系统基于地面已有网络系统建立，所述地面网系统包括地面电信网、广电网、地面移动通信网络中的任意一种或多种。

10.根据权利要求1所述的天基网络数据中心安全组网系统，其特征在于，所述地面终端设备包括车载终端和船载终端、智能移动手机、手持式终端。

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